Tesis Angel Bladimir Aguilar Aldas

145 Pages·2012·4.37 MB·Spanish

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE
CHIMBORAZO
FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN
CONTROL Y REDES INDUSTRIALES

“IMPLEMENTACIÓN Y AUTOMATIZACIÓN DE UN MÓDULO
PARA LA SIMULACIÓN DE UN PROCESO DE MECANIZADO
CON MESA DE INDEXACIÓN”

TESIS DE GRADO
Previo a la obtención del título de:
INGENIERO EN ELECTRÓNICA, CONTROL Y REDES
INDUSTRIALES

Presentado por:
ANGEL BLADIMIR AGUILAR ALDAS

Riobamba – Ecuador
2012
Mi eterna gratitud a Dios.

A la Escuela Superior Politécnica de
Chimborazo, en especial a la Escuela de
Ingeniería Electrónica en Control y Redes
Industriales, por abrirme sus puertas para
terminar con éxito mis estudios universitarios.
A todos quienes colaboraron en la realización de
esta tesis de manera particular al Ing. Lenin
Aguirre.
A mis padres Orlando Aguilar y María Aldas.
A mi p equeña hija Scarlett,
A tod os mis amigos en especial quienes
conforman el grupo DESCONTROL-

ESPOCH.
NOMBRE FIRMA FECHA

Ing. Iván Menes
DECANO DE LA FACULTAD ........................... .............................
DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

Ing. Paul Romero
DIRECTOR DE LA ESCUELA DE ............................. ............................
INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN
CONTROL Y REDES INDUSTRIALES

Ing. Lenin Aguirre
DIRECTOR DE TESIS .............................. ..............................

Ing. Jorge Hernández
MIEMBRO DEL TRIBUNAL ........................... .............................

Tec. Carlos Rodríguez Carpio
DIRECTOR DPTO ............................ .............................
DOCUMENTACIÓN

NOTA DE LA TESIS ..............................
“Yo ANGEL BLADIMIR AGUILAR ALDAS, soy responsable de las ideas,
doctrinas y resultados expuestos en esta tesis; y, el patrimonio intelectual de
la Tesis de Grado pertenece a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE
CHIMBORAZO”.

ANGEL BLADIMIR AGUILAR ALDAS
ÍNDICE DE ABREVIATURAS
ADC's analógico-digitales
BDEV Bloque de Distribución de Electroválvula
CEXP Cilindro de expulsión.
CM Módulo de comunicación
CPU Unidad Central de Proceso
CSUJ Cilindro de mordaza de sujeción.
CTAL Cilindro del taladro
CAVE Cilindro de avellanado.
E/S Entradas y Salidas
EAP Estación de Alimentación de Piezas
EEX Estación de Expulsión
ETL Estación de Taladrado
EV Electroválvula
EVF Estación de Verificación
HART Salidas de trenes de impulso
HMI Interfaz Humano- maquina
IP Protocolo de Internet
IPxx Grado de protección contra polvo y líquidos para los
dispositivos
IR Infra Rojo
Kx Relé
MOT motor
PC Computadora personal
PCM Panel de Control y Mando
PLC Controlador lógico programable (Programmable Logic
Controller)
PUL Pulsador
R Resistencia
RAM memoria de lectura y escritura
ROM memoria de solo lectura
SB Signal Board
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition (Control de
Supervisión y Adquisición de Datos)
SIN sensor inductivo
SOP sensor óptico
SP Sensor de posición
TIA Portal Totally Integrated Automation Portal
TICs Tecnología de la informática y comunicaciones
VDC Voltaje de corriente directa
VQ Válvula reguladora de caudal
ÍNDICE GENERAL

CAPÍTULO I
1 MARCO REFERENCIAL ............................................................................................. 14
1.1 Introducción ........................................................................................................... 14
1.2 Objetivos ................................................................................................................ 15
1.2.1 Objetivo general ............................................................................................. 15
1.2.2 Objetivos específicos ..................................................................................... 15
1.3 Justificación ........................................................................................................... 16
1.4 Hipótesis ................................................................................................................. 17

CAPÍTULO II
2 MARCO TEÓRICO ....................................................................................................... 18
2.1 PROCESO DE MECANIZADO SOBRE MESA DE INDEXACIÓN ................. 18
2.1.1 Definición de proceso de mecanizado ............................................................ 18
2.1.2 Estaciones de trabajo ...................................................................................... 18
2.1.3 Aplicaciones de la mesa de indexación .......................................................... 19
2.2 SENSORES ............................................................................................................ 19
2.2.1 Definición de Sensores ................................................................................... 19
2.2.2 Tipo de sensores ............................................................................................. 20
2.3 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE .................................................. 28
2.3.1 Introducción a PLC ........................................................................................ 28
2.3.2 Estructura básica de un PLC .......................................................................... 29
2.3.3 PLC Siemens S7-1200 (5). ............................................................................. 30
2.3.4 Software del PLC (STEP 7 Basic) (5). ........................................................... 35
2.4 ACTUADORES NEUMÁTICOS Y ELÉCTRICOS. ............................................ 37
2.4.1 Introducción a los actuadores. ........................................................................ 37
2.4.2 Actuadores neumáticos. ................................................................................. 37
2.4.3 Actuadores eléctricos ..................................................................................... 42
2.5 ACCESORIOS ELÉCTRICOS Y NEUMÁTICOS ............................................... 46
2.5.1 Accesorios eléctricos ...................................................................................... 46
2.5.2 Accesorios neumáticos ................................................................................... 46
CAPÍTULO III
3 DISEÑO DEL MODULO Y ESTUDIO ECONÓMICO ............................................... 48
3.1 DISEÑO DE LA BASE ......................................................................................... 49
3.2 DISEÑO DE LA MESA INDEXADA .................................................................. 50
3.3 DISEÑO DEL MARCO CENTRAL ..................................................................... 51
3.4 DISEÑO DEL MARCO PARA TALADRO ......................................................... 52
3.5 DISEÑO DE LOS SOPORTES ............................................................................. 53
3.6 DISEÑO DE LOS ÁNGULOS DE SOPORTE. .................................................... 54
3.7 ESTUDIO ECONÓMICO. .................................................................................... 55

CAPÍTULO IV
4 IMPLEMENTACIÓN DEL MODULO......................................................................... 57
4.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 57
4.2 MÓDULO DEL PROCESO .................................................................................. 58
4.3 MONTAJE DEL MÓDULO .................................................................................. 59
4.3.1 Montaje mecánico .......................................................................................... 59
4.3.2 Montaje eléctrico. ........................................................................................... 61
4.3.3 Montaje neumático ......................................................................................... 63
4.3.4 Montaje de sensores ....................................................................................... 69
4.4 PROGRAMACIÓN DEL PLC .............................................................................. 73
4.4.1 Determinación del funcionamiento del módulo. ............................................ 73
4.4.2 Señales de Entradas/Salidas ........................................................................... 76
4.4.3 Grafcet ............................................................................................................ 77
4.4.4 Implementación de la secuencia en el STEP 7-Basic TIA Portal V10........... 83
4.4.5 Cargar el programa en el PLC S7-1200 ......................................................... 86

CAPÍTULO V
5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................... 89
5.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 89
5.2 MÓDULO DE PROCESO. .................................................................................... 90
5.3 MANUAL .............................................................................................................. 91
5.4 HOJA GUÍA .......................................................................................................... 91
5.5 RESULTADOS DE LA ENCUESTA ................................................................... 91
5.6 Análisis de resultados en los procesos de prueba ................................................... 94
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 96
RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 97
RESUMEN............................................................................................................................. 98
SUMARY............................................................................................................................... 99
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 100
ANEXOS ............................................................................................................................. 103